Coloca-se no fundo do canal uma estrutura curta (degrau) de de altura. Desprezando a perda de carga, verifique se o escoamento a montante do degrau foi modificado. Justifique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre colocar um degrau de 1,0 metro de altura no fundo de um canal e perguntar se isso vai mudar o escoamento a montante desse degrau. Vamos usar conceitos de hidráulica, especificamente sobre escoamentos em canais e como obstáculos podem afetar o fluxo da água. Para resolver isso, vamos analisar a energia e a continuidade do fluxo antes e depois do degrau.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a equação da continuidade nos diz que a vazão é igual ao produto da área da seção transversal pela velocidade :
Como o exercício nos pede para desconsiderar a perda de carga, isso significa que a energia do escoamento não é perdida ao passar pelo degrau.
Passo 3
Agora, considerando que não há perda de carga, a energia por unidade de peso da água antes e depois do degrau deve ser a mesma. Isso implica que a profundidade do fluxo e a velocidade não são alteradas pelo degrau, já que a energia total mantida indica que as condições de fluxo permanecem constantes.
Passo 4
Além disso, segundo o Princípio de Bernoulli simplificado para esse caso, se não há perda de carga e não há variação na pressão, a velocidade do fluxo também permanece constante. Portanto, com a profundidade e a velocidade do fluxo inalteradas, a vazão também fica a mesma.
Passo 5
Então, juntando tudo, como a energia do escoamento não é alterada e não há perda de carga, o escoamento a montante do degrau de 1,0 metro de altura não é modificado.
Resposta
O escoamento a montante do degrau não foi modificado.